По одному из определений, «жизнь — это самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции». Собрать такую систему можно из разных деталей. Ученым известен целый ряд гипотетических альтернативных форм жизни, которые вполне способны обитать где-нибудь в недрах Земли, на спутниках далеких планет и просто в открытом космосе.
Они готовы обходиться без кислорода или ДНК, без воды и даже без планеты, могут быть настолько непохожими на нас, что мы вряд ли назовем этих существ живыми. Но если они поддерживают гомеостаз, растут и размножаются, реагируют на внешние стимулы и эволюционируют, то они живы ничуть не меньше нас. По крайней мере, в теории.
Кремниевая. Живые камни
Среди химических элементов углерод выделяется поразительной способностью образовывать связи с самим собой. Его атомы складываются в кольца и цепочки, линейные и разветвленные молекулы. Органические вещества крайне разнообразны, их превращения составляют химическую основу известной нам жизни.
Однако кремний, сосед углерода по периодической таблице, обладает близкими свойствами и тоже может создавать достаточно сложные соединения. Они далеко не так устойчивы и разнообразны, как органические, но вполне способны послужить основой для жизни совершенно другого, «силикатного» типа.
С нашей точки зрения, она будет довольно медленной и скудной. Кремниевые организмы должны напоминать каменную породу, в которой протекает несложный и неторопливый обмен веществ. Если они используют кислород для дыхания, то в качестве побочного продукта выделяют не углекислый газ, а диоксид кремния — кварц.
Но, скорее всего, такая жизнь предпочитает бескислородную среду, высокую температуру и давление, при которых соединения кремния более подвижны и стабильны. Такие условия можно найти в недрах планет, в том числе и под поверхностью Земли. К сожалению, пока неясно, как и по каким признакам можно проверить существование жизни в раскаленной магме.
Космическая. Существа из плазмы
Одна из самых дерзких гипотез о внеземной жизни была высказана несколько лет назад учеными из Института общей физики РАН. Моделируя движение плазмы, они обнаружили, что составляющие ее частицы способны спонтанно образовывать микроскопические цепочки, которые тут же скручиваются в спирали. Электрические заряды заставляют их притягиваться друг к другу и взаимодействовать.
Эти взаимодействия были поразительно похожи на то, что мы обычно зовем жизнью. Спирали изменялись и копировались, так что со временем в их «популяциях» могли сохраняться и распространяться все более стабильные и «приспособленные» формы.
Трудно представить, что эти короткоживущие структуры способны развиться во что-то действительно сложное и разнообразное. Однако на ионизированную плазму приходится 99,999% всей обычной материи в нашей Вселенной. Если в ней все-таки существует нечто вроде жизни, то эта «биосфера» может быть потрясающе велика. На ее фоне и обычные земные организмы, и гипотетические обитатели других планет, даже взятые вместе, окажутся редкой экзотикой, способной выживать лишь в некоторых укромных уголках космоса.
Мышьяковая. Теневая биосфера
Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, липидов клеточных мембран и других соединений, из которых сложена знакомая нам жизнь. Химически близкий к нему мышьяк способен мешать протеканию многих важных реакций с участием фосфора, что и делает его таким опасным ядом.
В то же время отдельные организмы все-таки вовлекают мышьяк в свой метаболизм. Известны микробы, использующие его соединения для выработки энергии. И как знать, не существуют ли и клетки, в которых мышьяк играет еще более серьезную роль, частично или полностью замещая фосфор?
Десять лет назад из отложений экстремально соленого озера Моно в Калифорнии были выделены протеобактерии, содержавшие столько мышьяка, что сперва ученые заподозрили микробов в использовании необычных форм ДНК и РНК, где этот элемент заменяет фосфор. Позднее от смелой версии пришлось отказаться, но не от идеи «мышьяковой жизни» вообще. Она может населять изолированные, опасные для остальных организмов ниши. Высказывается даже гипотеза о существовании целой «теневой биосферы», составляющей важную часть жизни на Земле. Организмы, биохимия которых несовместима с нашей, могут скрываться в горячих щелочных источниках глубоко в толще литосферы. Неудивительно, что мы не пересекаемся и до сих пор не имеем подходящих инструментов для их изучения.
ПОСЧИТАЕМ
Формула контакта
Из всех форм внеземной жизни важнейшими для нас являются высокоразвитые цивилизации, с которыми возможен осмысленный контакт. Оценить шансы на встречу с ними позволяет уравнение, предложенное американским астрономом Фрэнком Дрейком еще в 1960-х. Однако многие его параметры неизвестны, разные эксперты дают разные цифры, получая порой диаметрально противоположные результаты.
N = R x Fp x Ne x Fl x Fi x Fc x L
Где
N — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
R — количество звезд, образующихся в год в нашей Галактике;
Fp — доля солнцеподобных звезд, обладающих планетами;
Ne — среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
Fl — вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
Fi — вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
Fc — отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
L — время жизни такой цивилизации, то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна и хочет вступить в контакт.
Безводная. Газы вместо жидкости
Как и углерод, вода обладает целым рядом уникальных свойств, которые делают ее такой подходящей средой для развития жизни. Вода — отличный, широко распространенный растворитель. Но это не значит, что в другой части Вселенной и в других условиях ее нечем заменить.
В роли воды могут выступить метан, аммиак, сероводород и даже обычный углекислый газ. При высоком давлении и температуре он становится жидким и очень эффективным растворителем, который используется в промышленности для извлечения кофеина из кофе.
«Озера» жидкого СО2 скапливаются у дна земных океанов, и к жизни здесь адаптировались некоторые микробы-экстремофилы. Обширные моря углекислого газа могут существовать на суперземлях — далеких экзопланетах в несколько раз массивнее нашей, способных удержать намного более плотную и тяжелую атмосферу.
Любопытно, что белки обычных земных организмов, по-видимому, сохраняют в жидком СО2 свою структуру и активность. Поэтому возможно, что далекие гипотетические существа, которым углекислый газ заменяет воду, отличаются от нас не так уж радикально.
CОСЕДСТВО
В далекой Галактике
Землянам трудно не считать себя особенными, хотя в развитии жизни на нашей планете было не так уж много случайного. Соединения углерода разнообразнее, чем вещества на основе всех возможных конкурентов. ДНК стабильнее других подходящих макромолекул, вода универсальнее альтернативных растворителей. Поэтому немало ученых полагает, что если когда-нибудь жизнь обнаружится за пределами Земли, то в целом она будет такой же, как наша.
Впрочем, биологам скучать не придется. Развиваясь при другой гравитации, в другой атмосфере, под другими звездами, далекие существа вряд ли будут похожи на нас, хотя и станут использовать некоторые знакомые элементы. Такой предстает густонаселенная вселенная «Звездных войн», где встречаются сотни разнообразных видов. При всех различиях они сохраняют базовое сходство друг с другом — и с нами.
Вид хатты
Слизнеподобные существа, вырастающие до гигантских размеров и живущие по много веков. У хаттов три легких, прочная толстая кожа и мускулистый хвост с костным скелетом.
Планета Нал Хатта
Жаркий климат, болотные почвы и непрекращающиеся грязевые дожди — благоприятный климат для зловонной микрофлоры и хаттов.
Вид талзы
Разумные существа, покрытые густым белым мехом. Имеют две пары глаз: маленькие — «дневные» и большие — «ночные». Питаются через тонкий хоботок, не пропускающий холодный воздух.
Планета Орто Плутония
Небесное тело с пригодной для дыхания атмосферой. Поверхность покрыта льдом.
Вид вуки
Покрытые густой шерстью гуманоиды ростом 2–3 м. Язык вуки кажется нечленораздельным мычанием, хотя на самом деле представители этой расы — умелые инженеры, дипломаты и воины.
Планета Кашиик
Джунгли с умеренным климатом и деревьями высотой с небоскреб. Вращается вокруг единственного солнца, но имеет три луны.
Вид мон каламари
Гуманоиды-амфибии имеют много общего с рыбами: выпуклые обтекаемые головы, большие глаза, перепончатые «плавники» и кожа лососевого цвета.
Планета Дак
Голубую планету полностью покрывает океан. Ее обитатели построили города как на поверхности воды, так и на глубине.
Вид джеонозийцы
Крылатые насекомовидные особи гнездятся в вертикальных колониях, напоминающих термитники с остроконечными шпилями.
Планета Джеонозис
Богатая полезными ископаемыми планета пустынна. Ее скалистая поверхность покрыта радиоактивной пылью, что вынуждает обитателей стремиться к верхним слоям атмосферы.
Вид таскены
Народ песков, или таскенские рейдеры, — кочевые племена, воинственно настроенные ко всему живому, что неудивительно: в пустыне любые ресурсы крайне дороги.
Планета Татуин
Некогда прекрасный мир лесов и океанов, ставший сплошной пыльной пустыней. Татуин обращается вокруг парных солнц.
Фото: Dimitar Todorov / Alamy / Legion Media, SPL (X4), ALAMY, EVERETT COLLECTION / LEGION-MEDIA, SHUTTERSTOCK / FOTODOM (X2), ALBUM. EAST NEWS, DIOMEDIA
Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 12, декабрь 2019, частично обновлен в сентябре 2022
